Учебно-методические материалы по дисциплине . Основная и дополнительная литература

1. Саржевский А.М. Оптика. Т.1-Минск: изд-во “Университетское”, 1984

2. Саржевский А.М. Оптика. Т.2-Минск: изд-во “Университетское”, 1986

3. Матвеев Г.С. Оптика : Учеб. Пособие.- М.: Высшая школа, 1985.-351с.

4. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Оптика: Учеб. Пособие.-М.: Наука, 1978.

5. Иродов И.Е. Задачи по общей физике.

6. Ландсберг Г.С. Оптика.-М.:Наука,1976- 926с

7. Ильичева Е.Н, Кудеяров Ю.А., Мавеев А.Н. Методика решения задач оптики.-М.:изд-во МГУ, 1981.-231с.

8. Крауфорд Ф. Волны.-М.:Наука,1984.-351с.

Доцент, к.ф.-м.н. Свиридова В.В.

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 3

Примеры решения типовых задач

Задача 1. Объект высотой 1,0 см помещен на расстоянии 10,0 см перед вогнутым зеркалом с радиусом кривизны 30,0 см. Определить расстояние до изображения объекта и увеличение зеркала.

Решение

Фокусное расстояние f вогнутого зеркала равно половине радиуса кривизны R:

. (1)

Так как объект находится между зеркалом и фокусом, то его изображение находится позади зеркала и является мнимым. Расстояние от зеркала до изображения найдем из уравнения

, (2)

где d₀ ‑ расстояние от объекта до зеркала, d₁ ‑ расстояние от изображения объекта до зеркала. Из формулы (2) получим:

.

Значит расстояния до изображения объекта . Знак минус означает, что изображение находится за зеркалом.

Увеличение зеркала определяется отношением размеров изображения и предмета и равно:

.

Таким образом, изображение в три раза превышает объект, знак плюс означает, что изображение прямое.

Задача 2. Чему равны максимальная кинетическая энергия и скорость электрона, выбитого с поверхности натрия светом с длиной волны 410 нм. Работа выхода .

Решение

Воспользуемся уравнением Эйнштейна для внешнего фотоэффекта:

, (1)

где  ‑ частота падающего излучения. Таким образом, максимальная кинетическая энергия:

. (2)

Вычисляя с учетом табличных значений, получаем или .

Скорость электрона, выбитого с поверхности натрия, получим на основании выражения для кинетической энергии . Выразив скорость электрона, получим:

, (3)

где m – масса электрона. Вычисляя с учетом табличных значений, получаем .

Задача 3. Определить длину волны де Бройля  электрона, прошедшего ускоряющую разность потенциалов 30,0 кВ.

Решение

Связь длины волны де Бройля частицы с импульсом p имеет вид:

, (1)

где  ‑ постоянная Планка. Импульс выражается различным образом для релятивистского и нерелятивистского случаев. Релятивистский импульс имеет вид:

, (2)

нерелятивистский импульс выражается как:

, (3)

где m – масса покоя частицы, T и E₀ – кинетическая энергия и энергия покоя частицы.

Кинетическая энергия электрона, прошедшего ускоряющую разность потенциалов U, равна:

, (4)

а энергия покоя электрона, , т. е. в данном случае электрон является релятивистской частицей. Искомая волна де Бройля определяется с учетом выражения (2):

. (4)

Вычисляя с учетом табличных значений, получаем .